Преимущества большой глубины хранения и внедрения сегментированной функциональности хранения осциллографов Micsig

Ссылка на страничку сайта Магазина Gtest(R) с номенклатурой осциллографов, а также рекомендуемые приборы и статьи для дальнейшего самообразования - в самом конце этого Раздела

Цифровые осциллографы стали незаменимым инструментом для инженеров в области современных электронных испытаний и измерений. Они не только способны захватывать и анализировать сложные электронные сигналы, но и обеспечивают глубокий анализ данных, помогая инженерам оптимизировать конструкции и повышать производительность продукта. В этом процессе глубина памяти играет решающую роль. В этой статье мы рассмотрим концепцию глубины памяти, ее связь с частотой дискретизации и длительностью записи формы сигнала, а также то, как использовать осциллографы Micsig для улучшения использования глубины памяти с помощью технологии сегментированного хранения, обеспечивающей целостность и точность сигналов.

Глубина памяти, также известная как глубина записи, обычно обозначается такой спецификацией, как 360Mpts, что представляет триста шестьдесят миллионов точек выборки (pts = points). Глубина памяти — это концепция, уникальная для цифровых осциллографов; аналоговые осциллографы не имеют этого параметра. Измеренный сигнал усиливается входным усилителем, затем преобразуется аналого-цифровым преобразователем, а полученный сигнал сохраняется в памяти через систему запуска, которая в конечном итоге обрабатывается и отображается на экране. Емкость памяти в этом процессе является физическим носителем, который представляет размер глубины памяти цифрового осциллографа. 

Осциллограф с большой глубиной памяти может записывать формы сигналов в течение длительного времени, не снижая частоту дискретизации, что необходимо для анализа сложных схем сигналов. Однако глубина памяти не существует изолированно; она тесно связана с частотой дискретизации и длительностью записи формы сигнала. Связь между тремя можно выразить с помощью простой формулы: Частота дискретизации = Глубина памяти ÷ Длительность записи формы сигнала. Это означает, что для поддержания высокой частоты дискретизации в течение длительного периода осциллограф должен иметь достаточную глубину памяти. 

Демонстрация измерений в реальном времени шины I2C

Рисунок выше — это сигнал шины I2C, измеренный 12-битным осциллографом высокого разрешения Micsig MHO3-5004, где расширенная форма сигнала показывает серию импульсов. 

Мы устанавливаем временную базу осциллографа на 2 секунды, при этом один экран имеет 12 делений, что эквивалентно записи 24-секундной формы сигнала. Глубина памяти осциллографа составляет 360 Мвыб., а частота дискретизации в это время составляет 15 Мвыб./с (левый рисунок ниже). После захвата и расширения сигнал по-прежнему представляет собой прямоугольную волну.

Мы изменяем временную базу на 10 мс и устанавливаем глубину памяти на 36 кбит/с, при этом частота дискретизации в это время составляет 300 квыб/с (правый рисунок выше). Мы останавливаемся и расширяем, чтобы наблюдать за формой сигнала, и можно увидеть, что исходный прямоугольный сигнал полностью искажен. Причина в уменьшении глубины памяти, что приводит к снижению частоты дискретизации. Поэтому осциллограф с большой глубиной памяти может гарантировать, что даже при записи сигналов в течение длительного времени сигнал не будет искажен. 

Но помимо этого, есть ли другой способ обеспечить целостность сигнала и записать более длинный сегмент сигналов? 

Сегментированное хранилище для улучшения использования глубины памяти

Давайте снова посмотрим на этот сигнал шины I2C, отметив, что большая часть фактического сигнала представляет собой бесполезную информацию. То, что нам действительно нужно увидеть, — это лишь небольшая часть всего цикла. Итак, можем ли мы позволить осциллографу Micsig записывать только полезный сегмент и не записывать бесполезный сегмент, тем самым экономя много памяти и смягчая или даже решая проблему искажения сигнала? Эта функция фактически является сегментированным хранилищем.

Из рисунка выше следует, что при текущей временной базе нам необходимо наблюдать в общей сложности 7 сегментов сигнала. Не изменяя глубину памяти, мы напрямую открываем настройки выборки, выбираем сегментированное хранение, устанавливаем количество сегментов на 7, а затем настраиваем временную базу в соответствии с сигналом, который нам нужно наблюдать, включаем сегментированное хранение и нажимаем на одиночный триггер, осциллограф будет захватывать 7 сегментов сигнала один за другим.

Видно, что при тех же условиях глубины памяти проблема искажения сигнала, которая существовала ранее, больше не существует после использования сегментированного хранилища. 

Сегментированное хранилище может использоваться для нескольких одиночных триггеров

Помимо улучшения использования глубины памяти, сегментированное хранилище также может использоваться в качестве нескольких одиночных триггеров. Например, если вы хотите захватить несколько экземпляров случайного импульсного сигнала, вы можете увеличить временную базу, войти в режим прокрутки, а затем расширить захваченный сигнал для наблюдения. Однако это также запишет длинный сегмент бесполезных сигналов.

Если вы используете функцию сегментированного хранения 12-битного осциллографа высокого разрешения Micsig MHO3-5004, эта проблема не существует. Предположим, мы хотим захватить 15 сегментов таких сигналов, просто установите количество сегментов 15 в сегментированном хранилище, установите соответствующий режим запуска и нажмите на одиночный запуск. Осциллограф покажет общее количество сегментов, которые необходимо захватить, и количество сегментов, которые были захвачены. После завершения захвата осциллограф остановится и отобразит внешний вид каждого сегмента сигнала, что очень полезно для захвата нескольких экземпляров случайных сигналов.

Подводя итог, можно сказать, что существенным преимуществом большой глубины памяти в осциллографах является то, что она может помочь нам записывать формы сигналов в течение длительного времени, сохраняя при этом достаточную частоту дискретизации, тем самым гарантируя, что сигнал не будет искажен. Функция сегментированного хранения не только улучшает использование глубины памяти, но и может использоваться в качестве нескольких одиночных триггеров, что очень удобно. В то же время многие осциллографы Micsig имеют функцию сегментированного хранения, включая плоские осциллографы TO2004, TO3004, серии ETO, серии MDO и осциллографы высокого разрешения серий MHO3 и MHO6.

Магазин Gtest® - авторизованный поставщик осциллографов в Украине: https://gtest.com.ua/izmeritelnye-pribory/ostcillografy